22 数控机床的精度检验.ppt

数控机床精度检测 机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度重复定位精度以及工作精度等 , 不同类型的机床对这些方面的要求是不一样的机床的 加工精度是衡量机床性能的一项重要指标。影响机床加工精度的因素很多 , 有机床本身的精度影响 , 还有因机床及工艺系统变形、加工中产生振动、机床的磨损以及刀具磨 损等因素的影响 。在上述各因素中 ,机床本身的精度是一个重要的因素。例如在车床上车削 圆柱面 ,其圆柱度主要决定于工件旋转轴线的稳定性、车刀刀尖移动轨迹的直线度以及刀尖 运动轨迹与工件旋转轴线之间的平行度 ,即主要决定于车床主轴与刀架的运动精度以及刀架 运动轨迹相对于主轴的位置精度。 (一)几何精度 机床的几何精度是指机床某些基础零件工作面的 几何精度 . 它指的是机床在不运动时的精度.它规定了决定加工精度的各主要零、部件间以及这些零、部件的运动轨迹之间的相对位置允差。 例如: 床身导轨的直线度、工作台面的平面度、主轴的回转精度、刀架溜板移动方向与主轴轴线的平行度等。在机床上加工的 工件表面形状 ,是由刀具和工件之间的相对运动轨迹决定的 ,而刀具和工件是由机床的执行件直接带动的 ,所以机床的几何精度是保证加工精度最基本的条件。 机床的传动精度是指机床内联系传动链两末端件之间的相对运动精度。 这方面的误差就称为该传动链的传动误差。例如车床在车削螺纹时 ,主轴每转一转 ,刀架的移动量应等于螺 纹的导程。但是 ,实际上 ,由于主轴与刀架之间的传动链中 ,齿轮、丝杠及轴承等存在着误差 ,使得刀架的实际移距与要求的移距之间有了误差 ,这个误差将直接造成工件的螺距误差。为了保证工件的加工精度 ,不仅要求机床有必要的几何精度 ,而且还要求内联系传动链有较 高的传动精度。 机床定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。实际位置与预期位置之间的误差称为定位误差。 对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件定位位置 的机床 ,如卧式车床、万能升降台铣床等普通机床 , 对定位精度的要求并不太高。但对于依 靠机床本身的测量装置、定位装置或自动控制系统来确定运动部件定位位置的机床 ,如各种自动化机床、数控机床、坐标测量机等 ,对定位精度必须有很高的要求。 机床重复定位精度是指机床主要部件在多次（五次以上）运动到同一终点所达到的实际位置之间的最大误差。 机床的几何精度、传动精度、定位精度和重复定位精度通常是在没有切削载荷以及机床不运动或运动速度较低的情况下检测的 ,故一般称之为机床的静态精度。静态精度主要决定于机床上主要零、部件 , 如主轴及其轴承、丝杠螺母、齿轮以及床身等的制造精度以及它们的装配精度。 (五)工作精度 静态精度主要是反映机床本身的精度，也可以在一定程度上反映机床的加工精度 ,但机床在实际工作状态下 ,还有一系列因素会影响加工精度。 例如 ： 1.由于切削力、夹紧力的作用,机床的零、部件会产生弹性 变形 ; 2.在机床内部热源 ( 如电动机、液压传动装置的发热 ,轴承、齿轮等零件的摩擦发热等 ) 以及环境温度变化的影响下 ,机床零、部件将产生热变形 ; 3.由于切削力和运动速度的影响 , 机床会产生振动 ; 4.机床运动部件以工作速度运动时 ,由于相对滑动面之间的油膜以及其他因素的影响 ,其运动精度也与低速下测得的精度不同 ; 所有这些都将引起机床静态精度的变化, 影响工件的加工精度。机床在外载荷、温升及振动等工作状态作用下的精度 ,称为机床的动态精度。动态精度除与静态精度有密切关系外 ,还在很大程度上决定于机床的刚度、抗振性和热稳定性等。目前 , 生产中一般是通过切削加工出的工件精度来考核机床的综合动态精度 ,称为机床的工作精度。工作精度是各种因素对加工精度影响的综合反映。 螺距误差： 丝杠导程的实际值与理论值的偏差。例如PⅢ级滚珠丝杠的螺距公差为0.012mm/300mm。 反向间隙： 即丝杠和螺母无相对转动时丝杠和螺母之间的最大窜动。 由于螺母结构本身的游隙以及其受轴向载荷后的弹性变形，滚珠丝杠螺母机构存在轴向间隙，该轴向间隙在丝杠反向转动时表现为丝杠转动α角，而螺母未移动，则形成了反向间隙。为了保证丝杠和螺母之间的灵活运动，必须有一定的反向间隙。但反向间隙过大将严重影响机床精度。因此数控机床进给系统所使用的滚珠丝杠副必须有可靠的轴向间隙调节机构。图2所示为常用的双螺母螺纹调隙式结构，它用平键限制了螺母在螺母座内的转动，调整时只要拧动调整螺母4就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距离，在将反向间隙减小到规定的范围后，将其